(57)【要約】【課題】１本のアンテナで、かつ整合回路を用いることなくアンテナの放射効率を改善することができる無線通信装置を得る。【解決手段】送信無線信号を空間へ放射するアンテナと、前記送信無線信号を出力する送信部と、前記送信部から出力された前記送信無線信号の電圧定在波比を検出するＶＳＷＲ検出部と、前記ＶＳＷＲ検出部の検出結果に基づき前記アンテナの角度を変化させる制御信号を出力するアンテナ制御部と、前記制御信号に基づき前記アンテナの角度を変化させるアンテナ駆動部とを備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信無線信号を空間へ放射するアンテナと、前記送信無線信号を出力する送信部と、前記送信部から出力された前記送信無線信号の電圧定在波比を検出するＶＳＷＲ検出部と、前記ＶＳＷＲ検出部の検出結果に基づき前記アンテナの角度を変化させる制御信号を出力するアンテナ制御部と、前記制御信号に基づき前記アンテナの角度を変化させるアンテナ駆動部とを備えた無線通信装置。
【請求項２】
前記アンテナ制御部は、前記ＶＳＷＲ検出部の検出したＶＳＷＲが閾値を超えたときに前記制御信号を出力することを特徴とした請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
送信無線信号を空間へ放射するアンテナと、前記送信無線信号を出力する送信部と、前記送信部から出力された前記送信無線信号の電圧定在波比を検出するＶＳＷＲ検出部と、前記ＶＳＷＲ検出部の検出結果を外部へ通知する通知部とを備えた無線通信装置。
【請求項４】
前記アンテナの角度を変化させる指示を外部から入力する操作部と、前記操作部から前記アンテナの角度を変化させる指示が入力されることにより前記アンテナの角度を変化させるアンテナ駆動部とを備えたことを特徴とする請求項３に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記送信部及び前記ＶＳＷＲ検出部を内部に有する筐体を備え、前記操作部は前記筐体の外底面及び外側面の少なくとも１つの面に設けられたことを特徴とする請求項４に記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記通知部は、トーンを外部へ出力するトーン出力部、前記筐体を振動させる振動部、及び外部に光を発する発光部の少なくとも１つを有することを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載の無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、送信無線信号を送信する無線通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯無線装置等の無線通信装置は使用者の頭部などの近傍で使用されるため、近接する頭部などがアンテナ特性に影響を与える。アンテナの放射効率を図る方法として、無線通信装置内の送信機から出力された送信電力の一部が反射してアンテナから送信機へ戻された反射電力により発生した定在波の最小値に対する最大値の比である電圧定在波比（以下、ＶＳＷＲ：Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｓｔａｎｄｉｎｇ  Ｗａｖｅ  Ｒａｔｉｏ）を検出する方法がある。ＶＳＷＲが小さいほど反射電力は小さくアンテナの放射効率は高く、ＶＳＷＲが大きいほど反射電力は大きくアンテナの放射効率は低い。
【０００３】
アンテナに近接する人体の頭部などの影響によるアンテナの放射効率低下の改善策として、複数の送信アンテナを持ち、送信時のＶＳＷＲをそれぞれ検出して、ＶＳＷＲがより低い送信アンテナへ切り替える送信アンテナダイバーシチ方式がある（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００４】
また、ＶＳＷＲを検出してアンテナの整合回路を調整することで、アンテナからの反射量を低減する通信装置もある（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１３５１９８号公報（第３−４頁、第２図、図３）
【特許文献２】特開２００４−３６３８６３号公報（第４−１３頁、図４）
【特許文献３】特開２００７−１６６５３４号公報（第６−９頁、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１及び２では、送信アンテナダイバーシチを実現するために複数の送信アンテナを有する必要がある。しかしながら、ＶＨＦ（Ｖｅｒｙ  Ｈｉｇｈ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯などの比較的波長の長い帯域ではアンテナが大型になり、携帯無線端末等の小型の通信装置に大型の複数のアンテナを設けることは難しいという問題点があった。
【０００７】
また、特許文献３では、可変のインピーダンス整合回路を持つ必要があるが、送信電力が大きい場合は耐圧の高い整合素子が必要となり、また、ＶＨＦ帯など比較的波長の長い帯域では大きな可変範囲を持つ整合素子が必要となるため、整合素子が大型化してしまい、携帯無線端末等の小型の通信装置に大型の整合装置を設けることは難しいという問題点があった。
【０００８】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、１本のアンテナで、かつ整合回路を用いることなくアンテナの放射効率を改善することができる無線通信装置を得ることを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係る無線通信装置は、送信無線信号を空間へ放射するアンテナと、前記送信無線信号を出力する送信部と、前記送信部から出力された前記送信無線信号の電圧定在波比を検出するＶＳＷＲ検出部と、前記ＶＳＷＲ検出部の検出結果に基づき前記アンテナの角度を変化させる制御信号を出力するアンテナ制御部と、前記制御信号に基づき前記アンテナの角度を変化させるアンテナ駆動部とを備えたものである。
【００１０】
また、この発明に係る無線通信装置は、送信無線信号を空間へ放射するアンテナと、前記送信無線信号を出力する送信部と、前記送信部から出力された前記送信無線信号の電圧定在波比を検出するＶＳＷＲ検出部と、前記ＶＳＷＲ検出部の検出結果を外部へ通知する通知部とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明は、検出されたＶＳＷＲに基づきアンテナの角度を変化させることができるようにしたので、１本のアンテナで、整合回路を用いることなくアンテナの放射効率を改善することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態１に係る無線通信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１及び２に係る無線通信装置と使用者の頭部との位置関係を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１及び２に係る無線通信装置の通話時のアンテナの角度とＶＳＷＲの関係を示した模式図である。
【図４】この発明の実施の形態２に係る無線通信装置のトーンを用いた場合の構成を示すブロック図である。
【図５】この発明の実施の形態２に係る無線通信装置のトーン制御回路が生成するトーンパタンの例を示す模式図である。
【図６】この発明の実施の形態２に係る無線通信装置の操作部の位置を示す１つ目の模式図である。
【図７】この発明の実施の形態２に係る無線通信装置の操作部の位置を示す２つ目の模式図である。
【図８】この発明の実施の形態２に係る無線通信装置の振動を用いた場合の構成を示すブロック図である。
【図９】この発明の実施の形態２に係る無線通信装置の発光を用いた場合の構成を示すブロック図である。
【図１０】この発明の実施の形態２に係る無線通信装置の発光を用いた場合における発光素子の位置を示す１つ目の模式図である。
【図１１】この発明の実施の形態２に係る無線通信装置の発光を用いた場合における発光素子の位置を示す２つ目の模式図である。
【図１２】本発明の実施の形態２に係る無線通信装置の使用時の周囲環境を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る無線通信装置の構成を示すブロック図である。図１において、アンテナ１は、送信無線信号２を空間へ放射し、空間を伝播してきた受信無線信号３を捕捉する。送信時には、送信部としての送信回路４が、送信する送信ベースバンド信号を変調し、送信無線周波数に周波数変換した送信無線信号２を、増幅して規定の送信電力となるように電力制御を行い、ＶＳＷＲ検出回路５へ出力する。ＶＳＷＲ検出回路５では、送信無線信号２の送信電力、及び送信無線信号２がアンテナ１にて反射して送信回路４側へ戻る反射電力６を定期的に検波し、ＶＳＷＲを検出する。送受信切替スイッチ７は、送信時には送信回路４とアンテナ１とを接続する経路に切り替えて送信回路４から出力された送信無線信号２をアンテナ１へ供給できるようにし、受信時にはアンテナ１と受信回路８とを接続する経路に切り替えてアンテナ１で捕捉した受信無線信号３を受信回路８へ供給する。アンテナ制御部としてのアンテナ制御回路９は、ＶＳＷＲ検出回路５の検出結果に基づきアンテナ１の角度を変化させる制御信号を出力し、アンテナ駆動部としてのアンテナ自動駆動機構１０は、アンテナ制御回路９から出力された制御信号に基づきアンテナ１を駆動させ、アンテナ１の角度を変化させる。
【００１４】
図１では、送受信切替スイッチ７を用いたが、周波数分割多重方式のように異なる周波数を用いて同時に送受信が行われるようなシステムでは、送受信切替スイッチ７を用いずにアンテナ共用器を用いてもよい。
【００１５】
図２は、本発明に係る無線通信装置としての携帯無線端末１１と、携帯無線端末１１を用いて使用者の頭部１２との位置関係、及びアンテナ自動駆動機構１０による駆動方向が１軸の場合のアンテナ１の可動方向を表す図である。アンテナ１は、頭部１２から近づく方向及び離れる方向に駆動することができる。
【００１６】
図３は、本発明に係る無線通信装置の通話時におけるアンテナ１の角度とＶＳＷＲの関係を模式的に示した図である。図において、縦軸はＶＳＷＲ値、横軸はアンテナ角度を表している。
【００１７】
次に、図１〜３を用いて、ＶＳＷＲに基づき自動でアンテナ角度を調整する方法について説明する。
アンテナ１の角度が図２の位置にあるときのＶＳＷＲ検出回路５によるＶＳＷＲの検出結果が図３の点の位置であったとする。アンテナ制御回路９は、ＶＳＷＲの検出結果が閾値を超えていることを認識するとアンテナ１の角度を制御するための制御信号を出力し、アンテナ自動駆動機構１０はアンテナ制御回路９から出力された制御信号に基づきアンテナ１を図２のａ又はｂの方向へ所定の角度だけ変化させる。その結果、ＶＳＷＲの検出結果が低下した場合は同じ方向へ、増大した場合は逆の方向へさらに変化させる。これを繰り返すことで、ＶＳＷＲの検出結果が閾値より低い値又は極小となるようにアンテナ角度に調整することができる。ＶＳＷＲ検出回路５によるＶＳＷＲの検出結果が再び閾値を超えた場合は、再度、アンテナの角度を調整するよう制御する。
【００１８】
このように、実施の形態１では、通話時に使用者の手や頭部１２がアンテナ１に接近してＶＳＷＲの検出結果が大きく、放射効率が低下するような場合でも、ＶＳＷＲの検出結果が小さくなるようにアンテナ１の角度を自動的に調整することができるので、ＶＳＷＲが閾値以下又は極小にすることができ、放射効率の高い送信を実現することが可能となる。
【００１９】
実施の形態２．
実施の形態１では、アンテナ制御回路９がアンテナ自動駆動機構１０を制御して自動でアンテナ１の角度を調整する無線通信装置について説明したが、実施の形態２では、ＶＳＷＲの検出結果を使用者に通知し、使用者が手動でアンテナの角度を調整する無線通信装置について説明する。
【００２０】
実施の形態２において、実施の形態１と同じ構成要素については同じ符号を付し、実施の形態１と異なる構成要素についてのみ説明するものとする。
【００２１】
図４は、本発明の実施の形態２に係る無線通信装置の構成を示すブロック図である。
ＶＳＷＲ検出回路５にて検出されたＶＳＷＲの検出結果は、トーン制御回路１３に出力される。トーン制御回路１３は、ＶＳＷＲの検出結果が閾値を超えた場合に、ＶＳＷＲの検出結果の大小に応じたトーンを生成し混合器１４へ出力する。混合器１４では、受信回路８で復調された受話音声ベースバンド信号に、トーン制御回路１３で生成されたトーンを混合する。トーンを混合した受話音声ベースバンド信号はスピーカ１５により音響信号に変換され、受話音声と共にトーンを外部へ出力する。トーン制御回路１３、混合器１４、及びスピーカ１５により通知部及びトーン出力部が構成されている。
【００２２】
また、図４において、使用者が操作部１６を操作してアンテナ１の角度を変化させる指示を入力すると、操作伝達機構１７がアンテナ駆動部としてのアンテナ手動駆動機構１８に操作部１６による指示を伝え、アンテナ手動駆動機構１８がアンテナ１の角度を変化させる。操作伝達機構１７は、操作部１６の操作を電気信号に変換してアンテナ手動駆動機構１８に伝達するものでもよいし、操作部１６を操作する力をシャフト、ギア、ワイヤ又は油圧などで機械的にアンテナ手動駆動機構１８に伝達するものでもよい。
【００２３】
図４では、混合器１４を用いたが、トーンと受話音声ベースバンド信号とを混合せずに、受話音声とは異なる個別のスピーカを用いてトーンを出力するようにしてもよい。
【００２４】
図５は、本発明の実施の形態２に係る無線通信装置において、ＶＳＷＲの検出結果のレベルに応じたトーンのパタンを示すトーンパタン例である。図５のトーンパタン例は、トーンパルスの数でＶＳＷＲの検出結果のレベルを５段階で表現し、レベル１とレベル２の間をＶＳＷＲの閾値としている。
【００２５】
次に、図２〜５を用いて、ＶＳＷＲに基づき手動でアンテナ角度を調整する方法について説明する。
ＶＳＷＲ検出回路５によるＶＳＷＲの検出結果が閾値を超えると、トーン制御回路１３はＶＳＷＲのレベルに応じたトーンパタンでトーンを生成する。生成されたトーンは、混合器１４及びスピーカ１５を介して外部へ出力される。
例えば、レベル３のトーンパタンのトーンが出力されたとする。使用者は、スピーカ１５から出力されたレベル３のトーンパタンのトーンを聴音することにより、ＶＳＷＲの検出結果が閾値を超えたことを認識できる。使用者が、操作部１６を操作して、操作伝達機構１７及びアンテナ手動駆動機構１８を介してアンテナ１の角度をある一方に変化させる。その結果、ＶＳＷＲ検出回路５によるＶＳＷＲの検出結果が変化すると、出力されるトーンのトーンパタンも変化する。
使用者は、聴音したトーンのトーンパタンがレベル４であればＶＳＷＲの検出結果が大きくなったことが容易に判断でき、レベル２であればＶＳＷＲの検出結果が小さくなったことが容易に判断できる。使用者は、ＶＳＷＲの検出結果が大きくなった場合は操作部１６を操作することにより、ＶＳＷＲの検出結果が小さくなる方向へアンテナ１の角度を調整することができる。使用者が、出力されるトーンがレベル１のトーンパタン（図５では無音）になるまでアンテナ１の角度の調整を行うことで、レベル１に相当するＶＳＷＲとなる角度にアンテナ１を調整することができる。
【００２６】
このように、実施の形態２では、ＶＳＷＲの検出結果の大小に応じたトーンパタンでトーンを出力し、手動でアンテナ１の角度を調整できるようにすることにより、ＶＳＷＲの検出結果が小さくなるように手動でアンテナ１の角度を調整することができる。
【００２７】
上記実施の形態２では、ＶＳＷＲのレベルを５段階のトーンパタンのトーンで表現したが、レベルの幅を小さく、階数を大きくすると手動で細かなアンテナ角度の調整が可能となる。
【００２８】
また、ＶＳＷＲの検出結果の閾値を例えばレベル３とレベル４の間となるようにし、閾値よりも低いＶＳＷＲの検出結果に対してもレベルの階数を割り当てるようにすると、閾値よりも低い階数を割り当てられたＶＳＷＲの検出結果のレベルまで手動でアンテナ調整することが可能となる。
【００２９】
さらに、ＶＳＷＲの検出結果を表現するトーンパタンは図５のトーンパルスの数の他にも、トーンパルスの間隔や、トーンパルスの長さ、またそれらを組み合わせたものでもよい。また、ＶＳＷＲ検出結果を表現するトーンはトーンパルスのパタンの他に、トーンの音程を用いてもよく、またトーンパルスのパタンと音程との組合せを用いてもよい。
【００３０】
また、図６及び図７は、本発明の実施の形態２に係る無線通信装置における操作部１６の位置を示す図である。使用者は携帯無線端末１１の側面を持って通話するので、図６のように、操作部１６を、送信回路４及びＶＳＷＲ検出回路５を内部に備えた筐体の外底面に配置した場合には、操作部１６を操作する際のアンテナ１に対する手の影響が最も小さくなる。また、図７のように、携帯無線端末１１の筐体の外側面かつ携帯無線端末１１の筐体を持ちながら手の指で操作が可能な位置に操作部１１を配置した場合には、携帯無線端末１１を持つ片方の手だけでアンテナ１の角度の調整を行える。図６及び図７を組み合わせて、操作部１１を筐体の外底面及び筐体の外側面に配置してもよい。
【００３１】
次に、図８は、本発明の実施の形態２に係る無線通信装置において、トーンではなく振動を用いて外部へ通知する場合の構成を示すブロック図である。図４のトーン制御回路１３及び混合器１４に替えて、振動素子制御回路１９及び振動素子２０を設けている。
ＶＳＷＲ検出回路５にて検出されたＶＳＷＲの検出結果は、振動素子制御回路１９に出力される。振動素子制御回路１９は、ＶＳＷＲの検出結果に応じた振動パタンで振動素子２０を振動させることで無線通信装置の筐体が振動する。この場合、振動素子制御回路１９及び振動素子２０により通知部及び振動部が構成されている。
【００３２】
ＶＳＷＲの検出結果に応じた振動パタンは、周期的に繰り返すパルス的な振動の回数でもよく、パルス的な振動の間隔やパルス的な振動の長さや、それらの組合せを用いてもよい。
【００３３】
振動を認識した使用者が操作部１６を操作してアンテナ１の角度の調整する方法は、トーンを用いた場合と同様である。
【００３４】
さらに、図９は、本発明の実施の形態２に係る無線通信装置において、トーンではなく発光体を用いて外部へ通知する場合の構成を示すブロック図である。図４のトーン制御回路１３及び混合器１４に替えて、発光素子制御回路２１及び発光素子２２を設けている。
ＶＳＷＲ検出回路５にて検出されたＶＳＷＲの検出結果は、発光素子制御回路２１に出力される。発光素子制御回路２１は、ＶＳＷＲの検出結果に応じた発光パタンで発光素子２２を発行させることにより外部に光が発する。この場合、発光素子制御回路２１及び発光素子２２により通知部及び発光部が構成されている。
【００３５】
図１０及び図１１は、図９に係る無線通信装置における発光素子２２の位置を示す図である。図１０のように、発光素子２２を携帯無線端末１１の筐体の底部に配置した場合には、発行素子２２の発光を反射させる反射物２３による反射光２４を使用者に視認させることができる。反射物２３としては、手、物、壁等、反射光２４を使用者に知覚させることができるものであればどのようなものでもよい。図１１のように、発光素子２２を携帯無線端末１１の筐体の前面下部又は側面下部に配置すると、発光素子２２の発光が携帯無線端末１１を持って通話している使用者の視界に入るので、使用者が発光素子２２を直接視認できる。図１０と図１１とを組み合わせて、発光素子２２を、筐体の底部、前面下部及び側面下部に配置するようにしてもよい。
【００３６】
ＶＳＷＲの検出結果に応じた発光パタンは、周期的に繰り返すパルス的な発光の回数でもよく、パルス的な発光の間隔やパルス的な発光の長さや、それらの組合せを用いてもよい。また、ＶＳＷＲ検出結果を表現する発光はパルス的な発光のパタンの他に、発光の色を用いてもよく、また発光のパタンと発光の色との組合せを用いてもよい。
【００３７】
発光を認識した使用者が操作部１６を操作してアンテナ１の角度の調整する方法は、トーンを用いた場合と同様である。
【００３８】
上記実施の形態２では、トーン、振動、及び発光それぞれを用いて使用者にＶＳＷＲの検出結果を通知する場合について説明したが、それらを組み合わせてトーン、振動、及び発光の一部又は全部を用いて使用者にＶＳＷＲの検出結果を通知するようにしてもよい。
【００３９】
上記実施の形態１及び２では、人体の影響によりアンテナ１のＶＳＷＲが低下する場合について説明したが、図１２にように、使用者が無線通信装置を使用しているときの周囲環境によりＶＳＷＲが低下する場合にも同様に適用できる。図１２において、無線通信装置の近隣に壁２５のような反射物がある場合、送信した電力の一部は壁２５で反射して反射波２６となりアンテナ１に戻る。この反射波２６の電力が大きい場合にはアンテナ１の放射効率が低くなり、ＶＳＷＲ検出回路５によるＶＳＷＲの検出結果も大きくなる。周囲環境によりアンテナが受ける影響は、周波数が低く波長が長いほど大きくなる。
【００４０】
また、上記実施の形態２は、周囲環境からの影響を低減するために使用者が携帯無線端末１１を持ちながら体の向きを変えて方向転換したり、壁から離れるなどして位置を移動したりする動作を行う際にも対応できる。ＶＳＷＲのレベルに応じたトーン、振動、又は発光のパタンなどにより、使用者は、どの方向へ方向転換又は移動を行えばＶＳＷＲが小さくなるのかを知ることができる。これにより、使用者は、周囲環境による影響が小さくなる方向に方向転換したり位置を移動したりすることができ、放射効率の高い送信が可能となる。この場合、操作部１６、操作伝達機構１７、及びアンテナ手動駆動機構１８を設けず、無線通信装置のアンテナ１の角度が人体の影響の小さい位置に固定されていてもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１  アンテナ
２  送信無線信号
４  送信回路
５  ＶＳＷＲ検出回路
６  反射電力
９  アンテナ制御回路
１０  アンテナ自動駆動機構
１１  携帯無線端末
１３  トーン制御回路
１５  スピーカ
１６  操作部
１８  アンテナ手動駆動機構
１９  振動素子制御回路
２０  振動素子
２１  発光素子制御回路
２２  発光素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2013128234.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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